KR20070083710A - Electorlysis electrode and method for producing aqueous quaternary ammonium hydroxide solution using such electrolysis electrode - Google Patents

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Abstract

Disclosed is an electrolysis electrode with excellent corrosion resistance and durability which can be used for a long time for producing high-purity quaternary ammonium hydroxide by electrolyzing an inorganic acid salt of quaternary ammonium in an electrolysis vessel using a cation exchange membrane as the diaphragm. In addition, this electrolysis electrode contributes to reduce power consumption, thereby enabling to commercially produce high-purity quaternary ammonium hydroxide at low cost. Specifically disclosed is electrolysis electrode which is used when quaternary ammonium hydroxide is produced by electrolyzing an inorganic acid salt of quaternary ammonium in an electrolysis vessel using a cation exchange membrane as the diaphragm. This electrolysis electrode is characterized in that an electrode base made of a conductive metal is coated with an electrode active layer containing an electrode active material, and an intermediate layer made of a mixed oxide composed of an oxide of at least one metal selected from the group consisting of In, Ir, Ta, Ti, Ru and Nb and an Sn oxide is arranged between the electrode base and the electrode active layer.

Description

전해용 전극 및 이 전해용 전극을 이용한 수산화 제4암모늄 수용액의 제조방법{ELECTORLYSIS ELECTRODE AND METHOD FOR PRODUCING AQUEOUS QUATERNARY AMMONIUM HYDROXIDE SOLUTION USING SUCH ELECTROLYSIS ELECTRODE}ELECTROLYSIS ELECTRODE AND METHOD FOR PRODUCING AQUEOUS QUATERNARY AMMONIUM HYDROXIDE SOLUTION USING SUCH ELECTROLYSIS ELECTRODE}

본 발명은 수산화 제4암모늄을 전해에 의해 제조할 때에 사용하는 전해용 전극, 및 이 전해용 전극을 양극으로서 이용해서 전해에 의해 수산화 제4암모늄을 제조하는 수산화 제4암모늄 수용액의 제조방법에 관한다. The present invention relates to an electrolytic electrode used when producing quaternary ammonium hydroxide by electrolysis, and a method for producing a quaternary ammonium hydroxide aqueous solution which produces quaternary ammonium hydroxide by electrolysis using this electrolytic electrode as an anode. All.

수산화 제4암모늄의 하나인 수산화테트라메틸암모늄(TMAH) 수용액은 LSI, 액정모니터 등의 제조 시에 사용하는 레지스트막의 현상액이나 반도체장치의 제조공정에 있어서의 반도체기판의 세정액, 혹은 테트라메틸암모늄실리케이트용 등으로서 현재 대량으로 사용되고 있으며, 공업적으로 없어서는 안 되는 화합물이다. 특히 상기와 같은 반도체 관련에 있어서의 용도로 사용될 경우에는, 이 TMAH 중에 포함되는 불순물농도에 대한 요구가 엄격하고, 예를 들면 Na, K, Ca, Cu, Zn ,Fe, Cr, Ni, Pb, Ti, Sn 등을 비롯한 천이금속, 알칼리금속, 알칼리토류금속 등이 각각 1ppb이하의 순도임을 필요로 한다. 그 때문에 고순도의 TMAH 수용액을 공업적으로 저렴하게 제조할 수 있는 방법이 요망되고 있다.Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, which is one of the quaternary ammonium hydroxides, is used for the development of a resist film used in the production of LSI, liquid crystal monitor, etc., the cleaning liquid of a semiconductor substrate in the manufacturing process of a semiconductor device, or tetramethylammonium silicate. It is currently used in large quantities as a compound, and is an essential compound industrially. In particular, when used for such a semiconductor-related use, the demand for impurity concentration contained in this TMAH is strict, for example, Na, K, Ca, Cu, Zn, Fe, Cr, Ni, Pb, Transition metals, alkali metals, alkaline earth metals and the like, including Ti and Sn, are required to have a purity of 1 ppb or less, respectively. Therefore, there is a demand for a method that can industrially produce a high purity TMAH aqueous solution at low cost.

본 발명자들은 지금까지 TMAH를 제조하는 방법으로서 트리알킬아민과 탄산디 알킬을 반응시켜서 제4암모늄의 무기산염을 합성하고, 양이온교환막을 격막으로서 이용한 전해조에서 이 무기산염을 전해함으로써 얻은 방법을 제안하고 있다(특허문헌 1 참조). 이 방법에 의하면, 종전 문제로 여겨지고 있었던, 전해 중에 전극의 부식이나 교환막의 열화를 야기하는 할로겐이온이나 개미산이온 등을 발생시킬 일 없고, 동시에 상기한 바와 같은 불순물이 적은 고순도이며, 저장안정성에도 뛰어난 TMAH를 얻을 수 있고, 게다가 그 수율을 높일 수 있다. The inventors of the present invention propose a method obtained by synthesizing an inorganic acid salt of quaternary ammonium by reacting trialkylamine and dialkyl carbonate as a method of producing TMAH, and electrolyzing this inorganic acid salt in an electrolytic cell using a cation exchange membrane as a diaphragm. There is (refer patent document 1). According to this method, halogen ions, formic acid ions, and the like, which cause corrosion of the electrode and deterioration of the exchange membrane during electrolysis, are not generated, and at the same time, high purity with few impurities as described above and excellent storage stability are also achieved. TMAH can be obtained, and also the yield can be raised.

일반적으로 전기분해 프로세스에 있어서 전극반응을 행하게 할 경우에는 전극자체의 소모를 회피하기 위해서 불용성전극이 이용된다. 이 불용성전극은 전해 생성물이나 전해대상물에 의해서 요구되는 성능이 상이한 점에서, 염소발생용전극, 산소발생용전극, 및 기능성전극(백금족금속피복전극) 등으로 분류된다. 본 발명자들이 제안한 상기의 TMAH를 제조하는 방법에 있어서는 양이온교환막을 격막으로서 이용한 전해조에서 제4암모늄의 무기산염을 전해하면, 도 1에 나타낸 바와 같이 양극에서는 산소와 탄산가스가 발생한다. 또한 제4암모늄의 무기산염의 pH는 약 8∼10이다. 이러한 전기분해는 종래 그다지 예가 없다. In general, in the case of causing an electrode reaction in the electrolysis process, an insoluble electrode is used to avoid the consumption of the electrode itself. This insoluble electrode is classified into a chlorine generating electrode, an oxygen generating electrode, a functional electrode (platinum group metal coated electrode), etc. in that the performance required by the electrolytic product or the electrolytic object is different. In the method of producing the TMAH proposed by the present inventors, when the inorganic acid salt of the fourth ammonium is electrolyzed in an electrolytic cell using a cation exchange membrane as a diaphragm, oxygen and carbon dioxide gas are generated at the anode as shown in FIG. The pH of the inorganic acid salt of quaternary ammonium is about 8-10. Such electrolysis is not so much conventional.

이러한 TMAH를 제조하는 전기분해에 있어서, 양극으로서 전기분해 프로세스의 전극반응으로 일반적으로 사용되는 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag) 등으로 이루어지는 전극, 흑연전극, 티타늄으로 이루어지는 전극기체에 백금족금속을 도금한 전극, 납전극, Ni전극, 또는 티타늄으로 이루어지는 전극기체에 백금족금속을 주성분으로 하는 산화물을 피복한 전극 등을 사용하면, 모두 내식성이나 내구성에 문제가 생기거나, 전해전위가 높아져서 전력소비량이 많아져, 공업적으로 비용이 증대하는 등 의 문제가 생겨버린다. 즉 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag) 등으로 이루어지는 전극이나 흑연전극에 대해서는 수시간 정도의 전기분해에 의해서 전극의 표면이 박리해서 전압이 상승하고, 전해를 계속하는 것이 곤란하게 된다. 또한 티타늄으로 이루어지는 전극기체에 백금족금속을 도금한 전극에서는 수시간 정도의 전기분해에 의해서 고가의 Pt, Pd, Ru 등의 불순물금속이 ppm오더(order)로 용출해 버린다. 한편, 티타늄을 전극기체로서 Ir 및 Ta의 산화물을 피복한 전극은 전해시에 양극에서 산소를 발생하는 전해 프로세스를 위한 것이며, 오로지 황산욕 등을 사용한 전기도금에 이용되는 것인 점에서, 양극에서 산소와 탄산가스를 발생하는 제4암모늄의 무기산염의 전해에 사용하면, 양극에서 산소와 탄산가스가 동시에 발생하고, 전해에 있어서의 과전압이 높아져서 전극의 내구성이 저하하고, 게다가 전력소비량이 많아져 버리는 등의 문제가 있다. 또한 일반적으로 납전극, Ni전극, 흑연전극은 양극용 전극으로서의 유기알칼리전극으로서는 어느 정도의 내구성이나 내식성은 있지만, 본 발명자들이 제안한 상기 전기분해와 같이 양극에서 산소와 탄산가스가 동시에 발생하는 전해에서는 전극 자체의 소모가 극심하고, 공업적으로는 만족할 수 있는 전극이라 할 수 없다. In the electrolysis for producing such TMAH, an electrode made of gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), or the like, which is generally used as an electrode reaction in an electrolysis process as an anode, an electrode body made of graphite electrode, titanium When an electrode coated with a platinum group metal, a lead electrode, a Ni electrode, or an electrode coated with an oxide containing a platinum group metal as a main component is used, all have problems with corrosion resistance and durability, or electrolytic potential As the power consumption increases, power consumption increases, resulting in problems such as an increase in industrial costs. That is, for electrodes or graphite electrodes made of gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), or the like, the surface of the electrode is peeled off by electrolysis for several hours, the voltage rises, and it is difficult to continue the electrolysis. do. In addition, in an electrode in which a platinum group metal is plated on an electrode body made of titanium, expensive metals such as expensive Pt, Pd, and Ru are eluted in an order of ppm by electrolysis for several hours. On the other hand, an electrode coated with oxides of Ir and Ta as an electrode gas for titanium is for an electrolytic process that generates oxygen at the anode during electrolysis, and is used only for electroplating using a sulfuric acid bath. When used for electrolysis of an inorganic acid salt of quaternary ammonium which generates oxygen and carbon dioxide gas, oxygen and carbon dioxide gas are generated at the anode at the same time, the overvoltage in electrolysis is increased, durability of the electrode is lowered, and power consumption is increased. There is a problem such as throwing away. In general, lead electrodes, Ni electrodes, and graphite electrodes have a certain degree of durability and corrosion resistance as organic alkali electrodes as anode electrodes. However, in the electrolysis where oxygen and carbon dioxide are simultaneously generated at the anode, as in the electrolysis proposed by the present inventors, The electrode itself is extremely consumed and cannot be said to be an industrially satisfactory electrode.

그런데, 도전성금속으로 이루어지는 전극기체를 백금족금속 또는 그 산화물로 이루어지는 전극활성물질로 피복한 전극에 있어서, 전극기체와 전극활성물질과의 사이에, Ti 및 Sn에서 선택된 1종 이상의 금속의 산화물과 Ta 및 Nb에서 선택된 1종 이상의 금속의 산화물과의 혼합산화물로 이루어지는 중간층을 설치한 전극(특허문헌 2 참조)이나, 상기 중간층을 희토류금속화합물로 이루어지는 제1중간층과 비금속 또는 비금속산화물을 포함하는 제2중간층으로 형성한 전극(특허문헌 3 참조)도 제안되고 있다. 그러나 이들의 전극은 양자 모두, 전해 시에 양극에서 산소가 발생하는 전해 프로세스를 위한 것인 점에서, 양극에서 산소와 탄산가스를 발생하는 제4암모늄의 무기산염의 전해에 사용하면, 전해에 있어서 과전압이 높아져 내구성 및 내식성에 문제가 있고, 게다가 전력소비량이 많아져서 경제적으로 문제가 있다.By the way, in the electrode which coat | covered the electrode base which consists of a conductive metal with the electrode active material which consists of a platinum group metal or its oxide, oxide of one or more types of metals chosen from Ti and Sn and Ta between an electrode base and an electrode active material And an electrode provided with an intermediate layer made of a mixed oxide of an oxide of at least one metal selected from Nb (see Patent Document 2), or the intermediate layer comprising a first intermediate layer made of a rare earth metal compound and a nonmetal or nonmetal oxide. The electrode (refer patent document 3) formed from the intermediate | middle layer is also proposed. However, since both of these electrodes are for an electrolytic process in which oxygen is generated at the anode during electrolysis, when used for electrolysis of an inorganic acid salt of quaternary ammonium which generates oxygen and carbon dioxide gas at the anode, There is a problem in durability and corrosion resistance due to the increase in overvoltage, and there is a problem economically due to the increased power consumption.

특허문헌 1: 특허공고 소63-15355호 공보Patent Document 1: Patent Publication No. 63-15355

특허문헌 2: 특허공개 소59-38394호 공보Patent Document 2: Patent Publication No. 59-38394

특허문헌 3: 특허공고 평2-5830호 공보Patent Document 3: Patent Publication No. 2-5830

그래서 본 발명자들은 양이온교환막을 격막으로서 이용한 전해조에서 제4암모늄의 무기산염을 전해하여 고순도의 수산화 제4암모늄을 제조함에 있어서, 불순물금속의 용출을 가급적으로 저감할 수 있는 동시에 내식성 및 내구성에 뛰어나며, 게다가 전해에 있어서의 과전압이 낮고 전력소비량을 저감할 수 있는 전해용 전극에 대해서 예의 검토한 결과, 전극기체의 표면을 Sn의 산화물과 소정의 금속의 산화물과의 혼합산화물로 피복하고, 더욱 전극활성층으로 피복한 전극이 상기와 같은 제4암모늄의 무기산염의 전해에 호적한 것임을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.Thus, the present inventors can reduce the elution of the impurity metal as much as possible while producing electrolytic quaternary ammonium hydroxide by electrolyzing an inorganic acid salt of quaternary ammonium in an electrolytic cell using a cation exchange membrane as a diaphragm, and excellent in corrosion resistance and durability. Furthermore, as a result of earnestly examining the electrolytic electrode which can reduce the power consumption and the overvoltage in electrolysis, an electrode active layer is further coat | covered with the mixed oxide of Sn oxide and the oxide of predetermined metal. The electrode coated with was found to be suitable for the electrolysis of the inorganic acid salt of quaternary ammonium as described above, and completed the present invention.

따라서 본 발명의 목적은 양이온교환막을 격막으로서 이용한 전해조에서 제4암모늄의 무기산염을 전해하여 고순도의 수산화 제4암모늄을 제조함에 있어서, 내식성 및 내구성에 뛰어나서 장기에 걸쳐서 사용할 수 있고, 게다가 전력소비량을 저감할 수 있어서 공업적으로 비용이 들지 않고 고순도의 수산화 제4암모늄을 제조할 수 있는 전해용 전극을 제공하는 것에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to produce a high-purity quaternary ammonium hydroxide by electrolysing an inorganic acid salt of quaternary ammonium in an electrolytic cell using a cation exchange membrane as a diaphragm, which is excellent in corrosion resistance and durability, and can be used for a long period of time. It is possible to provide an electrolytic electrode which can be reduced and can be produced in high purity without having to be industrially expensive.

또한 본 발명이 다른 목적은 불순물금속의 용출을 가급적으로 저감할 수 있어서 고순도의 수산화 제4암모늄을 공업적으로 저가로 제조할 수 있는 수산화 제4암모늄 수용액의 제조방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a quaternary ammonium hydroxide aqueous solution which can reduce the elution of impurity metal as much as possible and can produce high-purity quaternary ammonium hydroxide industrially at low cost.

즉, 본 발명은 양이온교환막을 격막으로서 이용한 전해조에서 제4암모늄의 무기산염을 전해하여 수산화 제4암모늄을 제조할 때에 이용하는 전해용 전극이며, 도전성금속으로 이루어지는 전극기체가 전극활성물질을 포함한 전극활성층으로 피복되고 있으며, 이 전극기체와 전극활성층과의 사이에 In, Ir, Ta, Ti, Ru 및 Nb에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물과 Sn의 산화물과의 혼합산화물로 이루어지는 중간층을 설치한 것을 특징으로 하는 전해용 전극이다.That is, the present invention is an electrolytic electrode which is used to produce quaternary ammonium hydroxide by electrolysis of an inorganic acid salt of quaternary ammonium in an electrolytic cell using a cation exchange membrane as a diaphragm, and an electrode active layer made of a conductive metal includes an electrode active material. And an intermediate layer formed of a mixed oxide of an oxide of at least one metal selected from In, Ir, Ta, Ti, Ru, and Nb with an oxide of Sn between the electrode body and the electrode active layer. It is an electrolytic electrode characterized by the above-mentioned.

또한 본 발명은 트리알킬아민과 탄산디알킬을 반응시켜서 제4암모늄의 무기산염을 합성하고, 이어서 상기 전해용 전극을 양극으로서 이용함과 동시에 양이온교환막을 격막으로서 이용한 전해조에서 상기 무기산염을 전해하여 수산화 제4암모늄을 제조하는 것을 특징으로 하는 수산화 제4암모늄 수용액의 제조방법이다.In addition, the present invention synthesizes an inorganic acid salt of quaternary ammonium by reacting trialkylamine with dialkyl carbonate, followed by electrolysis of the inorganic acid salt in an electrolytic cell in which an electrolytic electrode is used as an anode and a cation exchange membrane is used as a diaphragm. A method for producing an aqueous quaternary ammonium hydroxide, characterized by producing quaternary ammonium.

본 발명으로 있어서, 양이온교환막을 격막으로서 이용한 전해조에서 제4암모늄의 무기산염을 전해하여 수산화 제4암모늄을 제조하는 방법으로서는 바람직하게는 특허공고 소63-15355호 공보에 기재된 방법을 이용하는 것이 좋다. 즉 양이온교환막을 격막으로서 이용한 전해조에서 전해하는 제4암모늄의 무기산염에 대해서는 트리알킬아민과 탄산디알킬을 반응시켜서 합성할 수 있다. 트리알킬아민으로서는 트리메틸아민[(CH3)3N]이나 트리에틸아민[(C2H5)3N] 등을 들 수 있고, 탄산디알킬로서는 탄산디메틸[(CH3)2CO3]이나 탄산디에틸[(C2H5)2CO3] 등을 들 수 있고, 이들을 메틸알코올 또는 에틸알코올 등의 용매 중에서 반응시켜서 제4암모늄 무기산염을 합성할 수 있다. 이때의 반응조건에 대해서는 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 반응온도 100℃∼180℃, 반응압력 5∼20kg/cm2, 반응시간은 1시간 이상으로 할 수 있다. 또한 반응종료 후의 얻어진 반응혼합물에 대해서는 증류, 혹은 감압증류에 의해 미반응물 등을 제거하는 것이 좋다. 이와 같이 해서 합성된 제4암모늄의 무기산염에 대해서는 하기 일반식(1)으로 나타낼 수 있다. In the present invention, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-15355 is preferably used as a method for producing quaternary ammonium hydroxide by electrolysis of an inorganic acid salt of quaternary ammonium in an electrolytic cell using a cation exchange membrane as a diaphragm. That is, the inorganic acid salt of quaternary ammonium electrolyzed in the electrolytic cell using a cation exchange membrane as a diaphragm can be synthesized by reacting trialkylamine and dialkyl carbonate. Examples of the trialkyl amine include trimethylamine [(CH 3 ) 3 N] and triethylamine [(C 2 H 5 ) 3 N]. Examples of the dialkyl carbonate include dimethyl carbonate [(CH 3 ) 2 CO 3 ] And diethyl carbonate [(C 2 H 5 ) 2 CO 3 ], and the like, and these can be reacted in a solvent such as methyl alcohol or ethyl alcohol to synthesize a quaternary ammonium inorganic acid salt. About reaction conditions at this time, it can select suitably, For example, reaction temperature 100 degreeC-180 degreeC, reaction pressure 5-20 kg / cm <2> , reaction time can be made into 1 hour or more. In addition, it is preferable to remove unreacted substances etc. by distillation or distillation under reduced pressure about the obtained reaction mixture after completion | finish of reaction. Thus, the inorganic acid salt of the quaternary ammonium synthesize | combined in this way can be represented by following General formula (1).

Figure 112007029229702-PCT00001
Figure 112007029229702-PCT00001

여기에서, 상기 일반식(1) 중, Rl, R2, R3 및 R4는 메틸기 또는 에틸기이며, 이들은 서로 동일해도 달라 있어도 좋다. Here, in said general formula (1), R <1> , R <2> , R <3> and R <4> are a methyl group or an ethyl group, These may mutually be same or different.

상기 일반식(1) 중, 바람직하게는 [(CH3)4N]HCO3, [(C2H5)4N]HCO3이다. In the above general formula (1), preferably a [(CH 3) 4 N] HCO 3, [(C 2 H 5) 4 N] HCO 3.

제4암모늄 무기산염을 얻을 시, 예를 들면 상기에 있어서는 트리알킬아민과 탄산디알킬을 증류정제하고나서 상기와 같이 합성하고, 얻어진 반응생성물을 물에 용해해서 제4암모늄 무기산염의 수용액으로서, 양이온교환막을 격막으로 한 전해조 의 양극실에 공급하고, 직류전압을 인가해서 전해를 행한다. 이것에 의해, 제4암모늄이온이 양이온교환막을 통해서 음이온실로 이동하고, 이 음이온실내에 수산화 제4암모늄이 생성된다. 이때, 양극에서는 산소와 탄산가스가, 음극에서는 수소가 각각 발생한다. 또한 상기 양이온교환막으로서는 예를 들면 내구성에 뛰어난 플루오로카본계의 교환막을 비롯해, 저렴한 폴리스티렌계나 폴리프로필렌계의 교환막을 이용할 수도 있다.When the quaternary ammonium inorganic acid salt is obtained, for example, in the above, trialkylamine and dialkyl carbonate are distilled and purified as described above, and the resulting reaction product is dissolved in water to provide an aqueous solution of the quaternary ammonium inorganic acid salt. The cation exchange membrane is supplied to the anode chamber of the electrolytic cell with a diaphragm, and electrolysis is performed by applying a DC voltage. As a result, the quaternary ammonium ions move to the anion chamber through the cation exchange membrane, and quaternary ammonium hydroxide is produced in the anion chamber. At this time, oxygen and carbon dioxide gas are generated at the anode, and hydrogen is generated at the cathode. As the cation exchange membrane, for example, a fluorocarbon exchange membrane excellent in durability as well as an inexpensive polystyrene or polypropylene exchange membrane can be used.

전해조 중에 삽입하는 양극에 대해서는 본 발명에 있어서의 전해용 전극을 이용한다. 즉 도전성금속으로 이루어지는 전극기체가 전극활성물질을 포함한 전극활성층으로 피복되고 있으며, 이 전극기체와 전극활성층과의 사이에 In, Ir, Ta, Ti, Ru 및 Nb에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물, 바람직하게는 In, Ir,및 Ta에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물과 Sn의 산화물과의 혼합산화물로 이루어지는 중간층이 설치된 전해용 전극을 이용한다. 이 전해용 전극의 중간층을 In, Ir, Ta, Ti, Ru 및 Nb에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물과 Sn의 산화물과의 혼합산화물로부터 형성함으로써, Sn의 산화물과 그 밖의 금속산화물과의 상승 효과에 의해서 전극기체의 표면과 뛰어난 밀착성을 발휘함과 동시에 내식성에도 뛰어나며, 장시간의 전해에도 견딜 수 있는 전극으로 할 수 있다. In, Ir, Ta, Ti, Ru 및 Nb에서 선택되는 금속의 산화물로서는 구체적으로는 In2O3, Ir2O3, IrO2, Ta2O5, TiO2, Ru2O3, NbO2 등을 들 수 있고, 이 중 바람직하게는 In2O3, Ir2O3 및 Ta2O5인 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 뛰어난 도전성을 발휘하는 점에서 In2O3 또는 Ir2O3인 것이 좋다. 한편, Sn의 산화물로서는 구체적으로 SnO나 SnO2를 들 수 있고, 바람직하게는 SnO2이다. 즉 본 발명에 있어서 중간층을 형성하는 바람직한 혼합산화물은 상기와 같은 In, Ir, Ta, Ti, Ru 및 Nb에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물과 SnO2와의 혼합산화물인 것이 좋고, 보다 바람직한 혼합산화물의 구체예로서는 In2O3-SnO2, Ir2O3-SnO2, Ta2O5-SnO2, In203-Ir2O3-SnO2, In2O3-Ta2O5-SnO2, Ir2O3-Ta2O5-SnO2, 및 In2O3-Ir2O3-Ta2O5-Sn02이며, 더욱 바람직하게는 In2O3-SnO2, Ir2O3-SnO2, In2O3-Ir2O3-SnO2이다. As for the positive electrode to be inserted into the electrolytic cell, the electrode for electrolysis in the present invention is used. That is, an electrode body made of a conductive metal is covered with an electrode active layer containing an electrode active material, and an oxide of at least one metal selected from In, Ir, Ta, Ti, Ru, and Nb between the electrode gas and the electrode active layer. Preferably, the electrolytic electrode provided with the intermediate | middle layer which consists of a mixed oxide of the oxide of Sn and the oxide of at least 1 sort (s) of metal chosen from In, Ir, and Ta is used. The intermediate layer of the electrolytic electrode is formed from a mixed oxide of an oxide of Sn and an oxide of at least one metal selected from In, Ir, Ta, Ti, Ru, and Nb, thereby increasing the oxide of Sn and other metal oxides. By the effect, it is possible to provide an electrode that exhibits excellent adhesion with the surface of the electrode body and is excellent in corrosion resistance and can withstand long-term electrolysis. Specific examples of the oxides of the metals selected from In, Ir, Ta, Ti, Ru, and Nb include In 2 O 3 , Ir 2 O 3 , IrO 2 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , Ru 2 O 3 , NbO 2, and the like. that the there may be mentioned, it is preferably an in 2 O 3, Ir 2 O 3, and Ta 2 O 5 which is good, and more preferably that in 2 O 3 or Ir 2 O 3 in which exhibits excellent conductivity of the good. On the other hand, specifically an oxide of Sn as SnO and SnO 2 may be mentioned, preferably a SnO 2. That is, in the present invention, the preferred mixed oxide forming the intermediate layer is preferably a mixed oxide of SnO 2 with an oxide of at least one metal selected from In, Ir, Ta, Ti, Ru, and Nb as described above. specific examples of the in 2 O 3 -SnO 2, Ir 2 O 3 -SnO 2, Ta 2 O 5 -SnO 2, in 2 0 3 -Ir 2 O 3 -SnO 2, in 2 O 3 -Ta 2 O 5 - SnO 2, Ir 2 O 3 -Ta 2 O 5 -SnO 2, and In 2 O 3 -Ir 2 O 3 -Ta 2 O 5 and -Sn0 2, and more preferably from In 2 O 3 -SnO 2, Ir 2 O 3 is -SnO 2, In 2 O 3 -Ir 2 O 3 -SnO 2.

중간층을 형성하는 혼합산화물의 성분비율에 대해서는, Sn의 함유량이 속(Sn)환산량으로 50∼80wt% , 바람직하게는 60∼70wt%인 것이 좋다. Sn의 함유량이 50wt%미만이면 전극으로서의 내식성이나 내구성의 점에서 문제가 생길 우려가 있고, 80wt%보다 많아지면 전극으로서 사용했을 경우의 과전압이 높아질 우려가 있다. 또한 60∼70wt%의 범위이면, Sn이외의 금속의 산화물과의 혼합산화물의 특성으로 도전성 및 형성되는 피막강도의 관점에서 바람직하다.About the component ratio of the mixed oxide which forms an intermediate | middle layer, it is good that Sn content is 50-80 wt% in the genus (Sn) conversion amount, Preferably it is 60-70 wt%. If the content of Sn is less than 50 wt%, there may be a problem in terms of corrosion resistance and durability as the electrode, and if it is more than 80 wt%, the overvoltage when used as the electrode may be increased. Moreover, if it is the range of 60-70 wt%, it is preferable from a viewpoint of electroconductivity and the film strength formed by the characteristic of the mixed oxide with the oxide of metals other than Sn.

본 발명에 있어서의 중간층의 막후에 대해서는 3∼100㎛, 바람직하게는 10∼40㎛인 것이 좋다. 중간층의 막후가 3㎛보다 작으면 형성되는 피막에 핀홀이 생겨서 전극기체가 산화되어버려, 이것에 의해 전해시의 전위가 높아져 전류가 흐르기 어려워질 우려가 있다. 반대로 100㎛보다 크면 전극기체와의 열팽창의 관계에서 피막강도가 저하할 우려가 있다. 또한 10∼40㎛이면 피막강도, 내구성, 및 전류·전 압의 관점에서 바람직하다. 또한 본 발명에 있어서의 중간층에 대해서는 일층의 혼합산화물의 피막으로 형성되어도 좋고, 2층 이상의 혼합산화물을 적층해서 형성해도 좋다. About the film thickness of the intermediate | middle layer in this invention, it is 3-100 micrometers, Preferably it is 10-40 micrometers. If the thickness of the intermediate layer is smaller than 3 mu m, pinholes are formed in the formed film, and the electrode gas is oxidized, thereby increasing the potential at the time of electrolysis, thereby making it difficult to flow current. On the contrary, when larger than 100 micrometers, there exists a possibility that a film strength may fall in the relationship of thermal expansion with an electrode body. Moreover, if it is 10-40 micrometers, it is preferable from a viewpoint of film strength, durability, and an electric current and a voltage. Moreover, about the intermediate | middle layer in this invention, it may be formed by the coating of one layer of mixed oxide, and may be formed by laminating | stacking two or more layers of mixed oxides.

본 발명에 있어서의 전극활성물질을 포함한 전극활성층으로서는 예를 들면 Pt, Ru, Pd, Ir 등의 백금족금속이나 In, Sn 등의 금속 또는 이들의 금속의 산화물을 포함한 전극활성층을 나타낼 수 있지만, 중간층과의 밀착성이나 도전성에 뛰어나며, 또한 전극으로서 사용했을 때의 전극전위 및 소비전력의 관점에서, 바람직하게는 Ir 또는 In에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물과 Sn의 산화물과의 혼합산화물로 이루어지는 전극활성층인 것이 좋다. 전극활성층이 Ir 또는 In에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물과 Sn의 산화물과의 혼합산화물로 이루어질 경우, Ir 및 In의 산화물에 대해서는 구체적으로는 상기 중간층에서 설명한 것과 동일한 산화물을 들 수 있고, 또한 Sn의 산화물에 대해서도 마찬가지로 SnO2를 들 수 있다.As the electrode active layer containing the electroactive material in the present invention, for example, a platinum group metal such as Pt, Ru, Pd, Ir, a metal such as In or Sn, or an electrode active layer containing an oxide of these metals can be represented. It is excellent in adhesiveness and electroconductivity, and an electrode which consists of a mixed oxide of the oxide of Sn and the oxide of Sn at least 1 sort (s) preferably from Ir or In from a viewpoint of electrode potential and power consumption when used as an electrode. It is good to be an active layer. When the electrode active layer is made of a mixed oxide of an oxide of Sn and an oxide of at least one metal selected from Ir or In, specifically, the oxides of Ir and In include the same oxides as those described for the intermediate layer. SnO 2 is similarly mentioned with respect to the oxide of Sn.

상기 전극활성층이 Ir 또는 In에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물과 Sn의 산화물과의 혼합산화물로 이루어질 경우, 이 전극활성층을 형성하는 혼합산화물의 성분비율에 대해서는, Sn의 함유량이 금속(Sn)환산량으로 50∼80wt% , 바람직하게는 60∼70wt%인 것이 좋다. Sn의 함유량이 50wt%미만이면 피막강도나 도전성의 점에서 문제가 생길 우려가 있고, 80wt%보다 많아지면 피막강도가 약해지고, 또한 전극으로서 사용했을 경우에 전압이 높고 전류가 흐르기 어려워질 우려가 있다. 또한 Sn의 함유량이 60∼70wt%의 범위이면, 전극활성층을 형성하는 혼합산화물의 도 전성 및 형성되는 피막강도 등의 특성의 면에서 특히 뛰어나다.When the electrode active layer is made of a mixed oxide of at least one metal oxide selected from Ir or In and an oxide of Sn, the content of Sn is equal to the component ratio of the mixed oxide forming the electrode active layer. It is good that it is 50-80 wt% in terms of conversion amount, Preferably it is 60-70 wt%. If the Sn content is less than 50wt%, there may be a problem in terms of film strength and conductivity, and if it is more than 80wt%, the film strength may be weakened, and when used as an electrode, the voltage may be high and current may be difficult to flow. . When the Sn content is in the range of 60 to 70 wt%, it is particularly excellent in terms of the conductivity of the mixed oxide forming the electrode active layer and the film strength formed.

또한 본 발명에 있어서의 전극활성층의 막후에 대해서는 3∼40㎛, 바람직하게는 5∼20㎛인 것이 좋다. 전극활성층의 막후가 3㎛보다 작으면 전류특성의 점에서 떨어지고, 40㎛보다 커지면 중간층과의 밀착성의 관점에서 피막강도가 저하할 우려가 있다. 또한 본 발명에 있어서의 전극활성층에 대해서는 전극활성물질을 포함한 일층의 혼합산화물의 피막으로 형성되어도 좋고, 2층 이상의 혼합산화물로 이루어지는 피막을 적층해서 형성되어도 좋다. Moreover, about the film thickness of the electrode active layer in this invention, it is good that it is 3-40 micrometers, Preferably it is 5-20 micrometers. If the thickness of the electrode active layer is smaller than 3 µm, the thickness falls in terms of current characteristics. If the thickness of the electrode active layer is larger than 40 µm, the film strength may decrease in view of adhesion to the intermediate layer. Moreover, about the electrode active layer in this invention, it may be formed by the coating of one layer of mixed oxide containing an electrode active material, and may be formed by laminating | stacking the film which consists of two or more layers of mixed oxides.

또한 본 발명에 있어서, 도전성금속으로 이루어지는 전극기체로서는 예를 들면 Ti, Ta, Nb 및 Zr에서 선택된 1종의 금속 또는 2종 이상의 합금으로 이루어지는 것을 이용할 수 있지만, 바람직하게는 경제성의 관점에서 비교적 시장에서 저렴하게 입수하기 쉬운 관점에서 Ti인 것이 좋다. Further, in the present invention, as the electrode base made of a conductive metal, for example, one metal selected from Ti, Ta, Nb, and Zr, or an alloy made of two or more kinds of alloys can be used. From the viewpoint of being easily available at low cost, Ti is preferable.

본 발명에 있어서의 전해용 전극을 제조하는 방법에 대해서 특히 제한은 되지 않지만, 예를 들면 이하와 같은 방법을 예로서 나타낼 수 있다. Although there is no restriction | limiting in particular about the method of manufacturing the electrode for electrolysis in this invention, For example, the following methods can be shown as an example.

우선, 도전성금속인 전극기체(Ti)를 아세톤 등으로 탈지처리하고, 다음으로 소정 농도의 염산을 이용해서 약 90∼100℃의 온도에서 5∼30분간 정도 전극기체의 표면을 표면처리하고, 그 후 순수로 잘 세정한다. 한편 Sn(주석), Ir(이리듐), In(인듐)의 각 금속의 염화물을 각각 소정 농도로 부탄올, 프로판올 등의 알코올에 용해시킨 용액(혼합용액)을 준비하고, 이 용액을 먼저 표면처리를 행한 전극기체의 표면에 도포하고, 이 전극기체를 우선 대기분위기하 80∼100℃의 온도에서 약 30∼60분간 건조시켜, 그 후 대기분위기하 450∼500℃의 온도에서 약 10∼30분간 열분 해를 행하고, 전극기체의 표면에 Sn의 산화물, Ir의 산화물 및 In의 산화물과의 혼합산화물로 이루어지는 피막을 형성시킨다. 이 혼합산화물의 피막을 형성시키는 처리를 합계 2∼4회 정도 행하고, 전극기체의 표면에 3∼30㎛정도의 중간층을 설치할 수 있다. First, the electrode base Ti, which is a conductive metal, is degreased with acetone or the like. Next, the surface of the electrode base is surface treated for about 5 to 30 minutes at a temperature of about 90 to 100 ° C. using hydrochloric acid having a predetermined concentration. After washing well with pure water. Meanwhile, a solution (mixed solution) in which chlorides of the metals of Sn (tin), Ir (iridium), and In (indium) are dissolved in alcohols such as butanol and propanol at a predetermined concentration, respectively, is prepared. It is applied to the surface of the electrode gas, and the electrode gas is first dried for about 30 to 60 minutes at a temperature of 80 to 100 ° C. in an air atmosphere, and then for about 10 to 30 minutes at a temperature of 450 to 500 ° C. in an air atmosphere. The solution is formed on the surface of the electrode body to form a film made of a mixed oxide of an oxide of Sn, an oxide of Ir, and an oxide of In. The process of forming the film of the mixed oxide is performed about 2 to 4 times in total, and an intermediate layer of about 3 to 30 µm can be provided on the surface of the electrode body.

전극기체의 표면에 중간층을 형성하는 최초의 혼합산화물의 피막을 설치할 때, Ta(탄탈)의 염화물을 부탄올, 프로판올 등의 알코올에 용해시켜서, 상기 혼합용액에 더욱 첨가해, 이 Ta의 염화물을 포함한 혼합용액을 전극기체의 표면에 도포하고, 상기의 건조 및 열분해의 처리를 행하도록 해도 좋다. 이와 같이 전극기체의 표면에 최초로 형성하는 혼합산화물의 피막에 Ta의 산화물을 포함시킴으로써 전극기체와의 밀착성을 높일 수 있다. 혼합산화물의 피막을 형성시키는 처리의 2회째 이후에도 Ta의 염화물을 포함한 혼합용액을 이용해도 좋지만, Ta의 산화물(Ta2O5)은 도전성에 떨어지므로, 바람직하게는 전극기체의 표면에 중간층을 형성하는 최초의 혼합산화물의 피막을 설치할 때에만 포함되도록 하는 것이 좋다.When the first mixed oxide film forming the intermediate layer is formed on the surface of the electrode body, a chloride of Ta (tantalum) is dissolved in an alcohol such as butanol and propanol, and further added to the mixed solution to contain the chloride of Ta. The mixed solution may be applied to the surface of the electrode body to perform the above drying and pyrolysis treatments. As described above, the inclusion of Ta oxide in the film of the mixed oxide formed on the surface of the electrode gas for the first time can improve the adhesion with the electrode gas. Although the mixed solution containing the chloride of Ta may be used after the second time of the process of forming the film of the mixed oxide, the oxide of Ta (Ta 2 O 5 ) is inferior in conductivity, and preferably an intermediate layer is formed on the surface of the electrode body. It should be included only when installing the first mixed oxide film.

다음으로 Sn, Ir, In의 각 금속의 염화물을 각각 소정 농도에서 부탄올, 프로판올 등의 알코올에 용해시킨 용액(혼합용액)을 중간층을 설치한 전극기체의 표면에 도포하고, 중간층을 형성하는 처리와 동일한 건조, 열분해의 처리를 합계 2∼4회 정도 행하고, 5∼20㎛의 막후의 전극활성층을 형성할 수 있고, 본 발명에 있어서의 전해용 전극을 얻을 수 있다.Next, a solution (mixed solution) in which chlorides of respective metals of Sn, Ir, and In are dissolved in alcohol such as butanol and propanol at a predetermined concentration is applied to the surface of the electrode gas provided with the intermediate layer, and the intermediate layer is formed. The same drying and pyrolysis treatment may be performed about 2 to 4 times in total to form a 5-20 μm thick electrode active layer, thereby obtaining an electrode for electrolysis in the present invention.

이 전해용 전극에 대해서, 전극기체의 표면에 형성한 중간층 및 전극활성층 을 모두 표면피막층이라 칭하는 것으로 하면, 이 표면피막층을 형성하는 전혼합산화물(중간층을 형성하는 혼합산화물과 전극활성층을 형성하는 혼합산화물)의 성분비율을 혼합산화물 중에 포함되는 금속으로서의 환산량으로 나타냈을 경우, 바람직하게는 Sn이 50∼80wt% , Ir이 10∼30wt% , In이 3∼15wt% , 및 Ta가 0.5∼3wt%의 비율로 함유되는 것이 좋고, 게다가 바람직하게는 Sn이 60∼70wt% ,Ir이 10∼20wt% , In이 5∼10wt% , 및 Ta가 0.5∼1.Owt%인 것이 좋다.With respect to this electrode for electrolysis, if both the intermediate layer and the electrode active layer formed on the surface of the electrode body are referred to as a surface coating layer, the premixed oxide (mixing oxide forming the intermediate layer and the electrode active layer forming the intermediate layer) is formed. When the component ratio of the oxide) is expressed in terms of the metal equivalents contained in the mixed oxide, it is preferably 50 to 80 wt% of Sn, 10 to 30 wt% of Ir, 3 to 15 wt% of In, and 0.5 to 3 wt of Ta. It is good to contain in the ratio of%, Furthermore, it is preferable that Sn is 60-70 wt%, Ir is 10-20 wt%, In is 5-10 wt%, and Ta is 0.5-1.Owt%.

이 중, Sn에 대해서는 이미 설명한 바와 같다. Ir에 대해서는 10wt%미만이면 도전성이나 전해시의 전류값의 점에서 문제가 있고, 30wt%보다 많아지면 혼합산화물의 피막강도의 점에서 문제가 생길 우려가 있다. 10∼20wt%의 범위이면 표면피막층을 형성하는 혼합산화물의 전기특성인 전류·전압의 관계에서 보다 뛰어나다. In에 대해서는 3wt%미만이면 도전성의 점에서 문제가 있어 전압이 상승하는 우려가 있고, 반대로 15wt%보다 많아지면 혼합산화물의 피막강도가 저하할 우려가 있다. 5∼10wt%의 범위이면 피막강도, 도전성, 내구성 등의 관점에서 보다 뛰어나다. Ta에 대해서는 0.5wt%미만이면 전극기체와의 밀착성에 관한 상승효과를 발휘할 수 없고, 3wt%보다 많아지면 도전성의 점에서 문제가 생겨 전해시의 전압이 상승해버릴 우려가 있다.Among these, Sn has already been described. If Ir is less than 10 wt%, there is a problem in terms of conductivity and current value at the time of electrolysis, and if it is more than 30 wt%, there is a concern in terms of film strength of mixed oxides. When it is in the range of 10 to 20 wt%, it is more excellent in the relationship between current and voltage, which are electrical characteristics of the mixed oxide forming the surface coating layer. If In is less than 3 wt%, there is a problem in terms of conductivity and the voltage may increase, whereas if it is more than 15 wt%, the film strength of the mixed oxide may be lowered. If it is the range of 5-10 wt%, it is more excellent from a viewpoint of film strength, electroconductivity, durability, etc. If it is less than 0.5wt%, the synergistic effect on the adhesiveness with respect to an electrode body cannot be exhibited with respect to Ta, and when it exceeds 3wt%, a problem may arise in electroconductivity and the voltage at the time of electrolysis may increase.

상기에서 얻은 전해용 전극을 이용해, 양이온교환막을 격막으로 한 전해조에서 제4암모늄의 무기산염을 전해하여 수산화 제4암모늄을 제조할 때의 전해반응의 조건에 대해서는 적절히 선택할 수 있지만, 예를 들면 이하와 같은 전해반응의 조건을 나타낼 수 있다. 즉 전해조의 양극실에는 테트라메틸암모늄중탄산염, 테트라 메틸암모늄탄산염 등의 제4암모늄 무기산염의 수용액을 10∼50wt% , 바람직하게는 15∼30wt%의 범위가 되게끔 공급하고, 또한 음극실에는 순수를 공급한다. 이 순수를 공급할 때에는 수산화 제4암모늄을 적량(3∼15wt% 정도)첨가한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 양극실 및 음극실내의 용액에 대해서는 각각 순환식으로 공급하고, 전류밀도 8∼20A/dm2, 바람직하게는 10∼15A/dm2의 범위, 양극실 및 음극실내의 각 액의 체류시간이 10∼60초, 바람직하게는 20∼40초의 범위의 조건에서 행하고, 음극실에서의 수산화 제4암모늄 농도가 5∼30wt% , 바람직하게는 10∼25wt% 가 될 때까지 전해반응을 행하는 것이 좋다. 또한 상기 전해조 중에 삽입하는 음극에 대해서는 특히 제한되지 않지만, 예를 들면 내알카리성의 스텐레이스, 니켈 등을 사용할 수 있다.Although the conditions for the electrolytic reaction at the time of producing a quaternary ammonium hydroxide by electrolysing the inorganic acid salt of a quaternary ammonium in the electrolytic cell which used the electrolytic electrode obtained above as a diaphragm with a cation exchange membrane can be selected suitably, for example, It can represent the conditions of the electrolysis reaction. That is, an aqueous solution of quaternary ammonium inorganic acid salt such as tetramethylammonium bicarbonate, tetramethylammonium carbonate, etc. is supplied to the anode chamber of the electrolytic cell so as to be in a range of 10 to 50 wt%, preferably 15 to 30 wt%. To supply. When supplying this pure water, it is preferable to use what added the appropriate amount (about 3-15 weight%) of quaternary ammonium hydroxide. The solutions in these anode chambers and cathode chambers are supplied in a circulating manner, and the current density is 8-20 A / dm 2 , preferably in the range of 10-15 A / dm 2 , and the residence time of each liquid in the anode chamber and cathode chamber is 10 to 60 seconds, preferably 20 to 40 seconds, and the electrolytic reaction is preferably performed until the concentration of quaternary ammonium hydroxide in the cathode chamber is 5-30 wt%, preferably 10-25 wt%. . The negative electrode inserted into the electrolytic cell is not particularly limited, but alkali resistant stainless steel, nickel or the like can be used.

[발명의 효과][Effects of the Invention]

본 발명에 있어서의 전해용 전극은 전극기체와의 밀착성에 뛰어난 중간층을 구비함과 동시에, 이 중간층이 Sn의 산화물을 주체로 하는 혼합산화물로부터 형성되기 때문에, 양이온교환막을 격막으로 한 전해조에서 제4암모늄의 무기산염을 전해할 때의 양극으로서 이용했을 경우에 내구성 및 내식성에 뛰어나서 장기에 걸쳐서 사용할 수 있다. 또한 본 발명에 있어서의 전해용 전극은 전해시에 산소 및 탄산가스를 발생하는 전기분해 프로세스에 있어서 과전압을 낮게 할 수 있어 소비전력을 억제할 수 있기 때문에 공업적으로 비용이 들지 않고 고순도의 수산화 제4암모늄을 제조하는데 호적하다. 나아가서는 이 전해용 전극을 양극으로서 수산화 제4 암모늄을 전해에 의해 제조하면, 불순물금속의 용출이 가급적으로 저감되어 고순도의 수산화 제4암모늄을 공업적으로 저비용으로 제조할 수 있다.The electrolytic electrode in the present invention has an intermediate layer excellent in adhesion to the electrode body and is formed of a mixed oxide mainly composed of Sn oxide. When the inorganic acid salt of ammonium is used as the positive electrode for electrolysis, it is excellent in durability and corrosion resistance and can be used for a long time. In addition, the electrolytic electrode according to the present invention can reduce the overvoltage in the electrolysis process that generates oxygen and carbon dioxide gas during electrolysis, and can suppress power consumption. It is suitable for preparing tetraammonium. Further, when the electrolytic electrode is prepared by electrolysis of quaternary ammonium hydroxide as the anode, the elution of impurity metal is reduced as much as possible, and high-purity quaternary ammonium hydroxide can be industrially produced at low cost.

도 1은 본 발명에 관한 전기분해 프로세스의 개요 설명도이다.1 is a schematic explanatory diagram of an electrolysis process according to the present invention.

이하, 실시예 및 비교예에 근거해서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example.

실시예 1Example 1

[전해용 전극의 제작][Production of Electrolytic Electrode]

두께2.0mm×세로10cm×가로6cm의 시판의 Ti판을 아세톤에 의해 탈지 후, 100℃의 20wt% 염산수용액에 5∼10분간 담가서 에칭처리를 행하고, 전극기체로 하였다. 다음으로 30g/100ml의 Sn을 포함하는 염화주석의 수용액과, 10g/100ml의 In을 포함하는 염화물(InCl3)의 수용액을 준비하고, 이 쌍방의 수용액을 부탄올에 용해해서 전체로 500ml의 혼합용액으로 하였다. 이 혼합용액을 상기의 전극기체의 표면에 도포하고, 대기분위기하 100℃에서 10분간 건조시킨 후, 더욱 450℃로 유지한 전기로에 넣어서 대기분위기하에서 10분간의 열분해를 행하였다. 이 혼합용액의 도포, 건조 및 열분해의 일련의 처리를 합계 4회 실시하고, 전극기체의 표면에 혼합산화물로 이루어지는 막후 6㎛의 중간층을 형성하였다. 또한 전극기체의 표면에 최초로 도포해서 건조, 열분해할 경우만, 상기 염화주석의 수용액과 염화인듐의 수용액에, 더욱 1.0g/100ml의 Ta를 포함하는 염화물(TaCl5)의 수용액을 첨가해서 부탄올에 용 해시켜 전체 500ml가 되는 혼합용액을 사용하였다.A commercially available Ti plate having a thickness of 2.0 mm x 10 cm x 6 cm was degreased with acetone, and then immersed in a 20 wt% hydrochloric acid solution at 100 ° C. for 5 to 10 minutes for etching. Next, an aqueous solution of tin chloride containing 30 g / 100 ml of Sn and an aqueous solution of chloride (InCl 3 ) containing 10 g / 100 ml of In was prepared, and both aqueous solutions were dissolved in butanol, and a total of 500 ml of a mixed solution was prepared. It was made. The mixed solution was applied to the surface of the electrode base, dried at 100 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere, and further placed in an electric furnace maintained at 450 ° C. for 10 minutes of thermal decomposition under an air atmosphere. A series of four processes of coating, drying, and pyrolysis of the mixed solution were carried out four times in total to form an intermediate layer having a thickness of 6 탆 made of a mixed oxide on the surface of the electrode body. Only when first applied to the surface of the electrode body to dry and thermally decompose, an aqueous solution of chloride (TaCl 5 ) containing 1.0 g / 100 ml of Ta is further added to the butanol solution and the aqueous solution of indium chloride. The mixed solution was used to dissolve to make a total of 500ml.

다음으로 20g/100ml의 Sn을 포함하는 염화주석의 수용액과 5g/100ml의 Ir를 포함하는 염화물(IrCl3)의 수용액을 준비하고, 이들의 수용액의 쌍방을 부탄올에 용해해서 500m1로 하고, 이것을 전극활성물질로서 상기 전극기체의 표면에 도포하고, 대기분위기하 100℃에서 10분간 건조시킨 후, 더욱 450℃로 보유한 전기로에 넣어서 대기분위기하에서 10∼15분간의 열분해를 행하였다. 이 혼합용액의 도포, 건조 및 열분해의 일련의 처리를 합계 4회 실시하고, 중간층의 표면에 막후 대략 20㎛의 전극활성층을 형성하고, 전해용 전극을 제작하였다.Next, an aqueous solution of tin chloride containing 20 g / 100 ml of Sn and an aqueous solution of chloride (IrCl 3 ) containing 5 g / 100 ml of Ir are prepared, and both of these aqueous solutions are dissolved in butanol to be 500 m1, which is an electrode. The active material was applied to the surface of the electrode gas, dried at 100 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere, and further placed in an electric furnace at 450 ° C. for thermal decomposition for 10 to 15 minutes under an air atmosphere. A series of four processes of coating, drying, and pyrolysis of the mixed solution were carried out in total four times, and an electrode active layer having a thickness of approximately 20 μm was formed on the surface of the intermediate layer to prepare an electrode for electrolysis.

상기에 있어서 전해용 전극을 얻을 시, 전극기체의 표면에 중간층을 형성한 시점에서 형광X선장치(Shimadzu사 제품 SEA2210)를 이용해서 금속성분의 측정을 행하고, 중간층을 형성하는 혼합산화물에 포함되는 산화물종과 그 비율을 구하였다. 또한 전극활성층을 형성한 시점에서 상기와 동일한 측정을 행하고, 전극활성층을 형성하는 혼합산화물에 포함되는 산화물종과 그 비율을 구하였다. 각각의 결과를 표 1에 나타낸다. In the above, when the electrolytic electrode is obtained, the metal component is measured using a fluorescent X-ray apparatus (SEA2210 manufactured by Shimadzu Co., Ltd.) at the time when the intermediate layer is formed on the surface of the electrode body, and included in the mixed oxide forming the intermediate layer. Oxide species and their ratios were obtained. At the time of forming the electrode active layer, the same measurement as described above was performed, and the oxide species contained in the mixed oxide forming the electrode active layer and the ratio thereof were determined. Each result is shown in Table 1.

또한 상기 전해용 전극에 대해서, 전극기체의 표면의 피막(중간층 및 전극활성층을 말함. 이하, 중간층과 전극활성층을 모두 "표면피막층"이라 부를 경우가 있음)을 형성하는 혼합산화물(중간층을 형성하는 혼합산화물과 전극활성층을 형성하는 혼합산화물을 포함함)의 조성을 상기 형광X선장치에 의해 구하였다. 얻어진 결과에서 표면피막층을 형성하는 혼합산화물 중에 포함되는 금속함유량을 금속환산량 으로 나타낸 결과를 표 2에 나타낸다. In addition, for the electrolytic electrode, a mixed oxide (intermediate layer forming an intermediate layer and an electrode active layer. The intermediate layer and the electrode active layer may be referred to as "surface coating layer" may be sometimes referred to as "surface coating layer"). The composition of the mixed oxide and the mixed oxide forming the electrode active layer) were determined by the above-mentioned fluorescent X-ray apparatus. Table 2 shows the results of expressing the metal content contained in the mixed oxide forming the surface coating layer in terms of metal.

Figure 112007029229702-PCT00002
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[전해용 전극을 이용한 전해][Electrolysis Using Electrodes for Electrolysis]

상기에서 얻은 전해용 전극을 양극으로 하고, 또한 두께2.0mm×세로10cm×가로6cm의 시판의 Ni판을 음극으로서 이용해서, 양이온교환막[DuPont사 제품 상품명:Nafion(등록상표)-324]을 중앙에 격막으로서 배치한 1조식의 전해조를 준비하였다. 이 전해조의 양극실내에 30wt%의 테트라메틸암모늄중탄산염수용액을 7리터 넣고, 또한 음극실내에는 3wt%의 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드(TMAH)수용액을 1리터 넣고, 이들의 수용액을 펌프를 사용해서 연속적으로 순환시키면서, 전압 8V, 전류 1.7A, 양이온교환막의 유효전해면적 16cm2의 조건하에서 600시간 전해를 행하고, 음극측에 25wt% TMAH를 5.3kg 얻었다. 전해 후, 양극실내의 수용액은 5.1wt% 테트라메틸암모늄중탄산염수용액 2.3리터가 되었다. A cation exchange membrane (trade name: Nafion (registered trademark) manufactured by DuPont) -324 is used as a cathode using a commercially available Ni plate having a thickness of 2.0 mm x 10 cm x 6 cm as a cathode, using the electrolytic electrode obtained as described above. One tank type electrolytic cell arrange | positioned as a diaphragm was prepared. 7 liters of 30 wt% aqueous tetramethylammonium bicarbonate solution was placed in the anode chamber of this electrolyzer, and 1 liter of 3 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution was added to the cathode chamber, and these aqueous solutions were continuously pumped. While circulating, electrolysis was performed for 600 hours under the condition of a voltage of 8 V, a current of 1.7 A, and an effective electrolyte area of 16 cm 2 of the cation exchange membrane, and 5.3 kg of 25 wt% TMAH was obtained on the cathode side. After electrolysis, the aqueous solution in the positive electrode chamber was 2.3 liters of an aqueous 5.1 wt% tetramethylammonium bicarbonate solution.

전해 후의 전해용 전극(양극)의 외관을 목시로 관찰한 바, 양극 자체 및 양극실내의 수용액에 대해서 특히 변화는 인정되지 않았다. 또한 전해개시 전에 측정한 전해용 전극(양극)의 중량과 600시간 전해 후의 중량측정의 결과에 특히 변화는 없었다. 이 전해용 전극(양극)을 다시 이용해서 상기의 조건으로 전해를 행하고, 합계 3회 전해(600시간×3=1800시간)를 행한 바, 외관관찰(양극자체와 양극실내의 수용액) 및 중량측정에 대해서 특히 변화는 인정되지 않았다(표 2). 전해 후의 양극실내 및 음극실내의 수용액의 금속불순물을 각각 원자흡광분석장치(Varian사 제품)로 분석하고, 각 용액 중에 용출한 금속불순물을 구하였다. 양극실내의 수용액의 분석값을 표 3에 나타내고, 음극실내의 수용액(TMAH)의 분석값을 표 4에 각각 나타내었다. When the external appearance of the electrode for electrolysis (anode) after electrolysis was observed visually, the change was not recognized especially about the positive electrode itself and the aqueous solution in a positive electrode chamber. In addition, there was no change in the weight of the electrolytic electrode (anode) measured before the start of electrolysis and the result of the weighing after electrolysis for 600 hours. Electrolysis was carried out using the electrolytic electrode (anode) again under the above conditions, and electrolysis was carried out three times in total (600 hours x 3 = 1800 hours), and the appearance observation (anode itself and aqueous solution in the anode chamber) and weighing were performed. In particular, no change was recognized (Table 2). The metal impurities in the aqueous solution in the anode chamber and the cathode chamber after electrolysis were analyzed by atomic absorption spectrometer (Varian Co., Ltd.), respectively, and the metal impurities eluted in each solution were obtained. The analysis value of the aqueous solution in a positive electrode chamber is shown in Table 3, and the analysis value of the aqueous solution (TMAH) in a negative electrode chamber is shown in Table 4, respectively.

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실시예 2Example 2

전해용 전극의 중간층 및 전극활성층을 형성하는 각각의 혼합산화물에 포함되는 산화물종과 그 비율을 표 1과 동일하게 되게끔, 실시예 1과 동일한 처리를 행해서 전해용 전극을 제작하였다. 혼합용액에 대해서는 중간층을 형성할 때는 30g/100ml의 Sn을 포함하는 염화주석의 수용액과 3g/100ml의 In을 포함하는 염화물(InCl3)의 수용액을 부탄올에 용해해서 전체 500ml로 한 것을 이용해, 또한 전극활성층을 형성할 때는 32g/100ml의 Sn을 포함하는 염화주석의 수용액과 5g/100ml의 Ir를 포함하는 염화물(IrCl3)의 수용액을 부탄올에 용해해서 전체 500ml로 한 것을 이용하였다. 또한 얻어진 전해용 전극에 대해서 실시예 1과 동일하게 형광X선장치를 이용해서 측정을 행하였다(표 1). 또한 중간층을 형성할 때에 실시예 1에서 이용한 Ta를 포함하는 염화물의 수용액은 실시예 2에서는 이용하지 않고 중간층을 형성하였다.An electrode for electrolysis was prepared in the same manner as in Example 1 so that the oxide species contained in each mixed oxide forming the intermediate layer of the electrolytic electrode and the electrode active layer and the ratio thereof were the same as in Table 1. For the mixed solution, when the intermediate layer is formed, an aqueous solution of tin chloride containing 30 g / 100 ml Sn and an aqueous solution of chloride (InCl 3 ) containing 3 g / 100 ml In is dissolved in butanol to make 500 ml in total. When forming the electroactive layer, an aqueous solution of tin chloride containing 32 g / 100 ml Sn and an aqueous solution of chloride (IrCl 3 ) containing 5 g / 100 ml Ir were dissolved in butanol to 500 ml in total. In addition, the obtained electrolytic electrode was measured using the fluorescent X-ray apparatus similarly to Example 1 (Table 1). In addition, the aqueous solution of the chloride containing Ta used in Example 1 at the time of forming an intermediate | middle layer did not use in Example 2, and formed the intermediate | middle layer.

얻어진 전해용 전극을 양극으로서 이용하고, 실시예 1과 동일하게 해서 600시간의 전해를 행하였다(표 2). 전해 후, 전해용 전극(양극)의 외관을 목시로 관찰한 결과, 양극 자체 및 양극실내의 수용액에 대해서 특히 변화는 인정되지 않고, 또한 전해의 전후에 있어서의 전해용 전극(양극)의 중량변화도 인정되지 않았다. 나아가 실시예 1과 동일하게 합계 3회의 전해 후의 외관관찰(양극자체와 양극실내의 수용액) 및 중량변화에 대해서도 특히 변화는 인정되지 않았다(표 2). 전해 후의 양극실내 및 음극실내의 수용액의 금속불순물을 실시예 1과 동일하게 원자흡광분석장치로 분석하고, 각 용액 중에 용출한 금속불순물을 구하였다. 양극실내의 수용액의 분석값을 표 3에 나타내고, 음극실내의 수용액(TMAH)의 분석값을 표 4에 각각 나타내었다.Using the obtained electrolytic electrode as an anode, it carried out for 600 hours similarly to Example 1 (Table 2). As a result of visually observing the appearance of the electrode for electrolysis (anode) after electrolysis, the change in the anode itself and the aqueous solution in the anode chamber was not particularly recognized, and the weight change of the electrode for electrolysis (anode) before and after electrolysis Was also not recognized. Furthermore, in the same manner as in Example 1, the change was not particularly recognized in terms of appearance observation (anode itself and aqueous solution in the anode chamber) and weight change after electrolysis three times in total (Table 2). The metal impurities in the aqueous solution in the anode chamber and the cathode chamber after electrolysis were analyzed in the same manner as in Example 1 using an atomic absorption spectrometer, and metal impurities eluted in each solution were obtained. The analysis value of the aqueous solution in a positive electrode chamber is shown in Table 3, and the analysis value of the aqueous solution (TMAH) in a negative electrode chamber is shown in Table 4, respectively.

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예 1과 동일하게 해서 시판의 Ti판을 준비해서 에칭처리를 행하였다. 15g/100ml의 Ir를 포함하는 염화물(IrCl3)의 수용액과, 5g/100ml의 Ta를 포함하는 염화물(TaCl5)의 수용액을 준비하고, 이들의 수용액의 쌍방을 부탄올에 용해해서 500ml의 혼합용액으로 하였다. 이 혼합용액을 전극기체의 표면에 도포하고, 실시예 1과 같은 조건으로 건조 및 열분해를 행하는 일련의 처리를 합계 5회 행하고, 전극기체의 표면에 막후 대략 10㎛의 피막층을 형성하고, 전극을 제작하였다.In the same manner as in Example 1, a commercially available Ti plate was prepared and subjected to etching treatment. An aqueous solution of chloride (IrCl 3 ) containing 15 g / 100 ml of Ir and a chloride (TaCl 5 ) containing 5 g / 100 ml of Ta was prepared, and both of these aqueous solutions were dissolved in butanol to prepare a 500 ml mixed solution. It was made. This mixed solution is applied to the surface of the electrode gas, and a series of treatments for drying and pyrolysis are carried out five times in total under the same conditions as in Example 1, and a film layer having a thickness of approximately 10 μm is formed on the surface of the electrode gas. Produced.

이 비교예 1에 관한 전극을 양극으로 하는 이외는 실시예 1과 같은 전해조를 이용하고, 양극실 및 음극실에 공급하는 수용액에 대해서도 실시예 1과 동일하게 해서 100시간 전해를 행하였다. Electrolysis was carried out for 100 hours in the same manner as in Example 1, except that the electrode according to Comparative Example 1 was used as the anode, using the same electrolytic cell as in Example 1.

실시예 1과 동일하게 해서, 전해 후의 전해용 전극(양극)의 외관을 목시로 관찰한 결과, 양극의 표면이 백색으로 변화해서 Ti판의 일부가 노출하고 있음이 인정되며, 또한 양극실내의 수용액이 파랗게 착색하고 있음이 확인되었다. 게다가 전해 후의 양극의 중량이 전해 전에 비해서 0.02g정도 감소하고 있었다. 또한 100시간 경과 후의 전해전압이 전해개시시보다 1∼2V 상승하고 있었다(표 2). 전해 후의 양극실내 및 음극실내의 수용액의 금속불순물을 실시예 1과 동일하게 분석하고, 양극실내의 수용액의 분석값을 표 3에 나타내고, 음극실내의 수용액의 분석값을 표 4에 나타내었다. In the same manner as in Example 1, when the external appearance of the electrolytic electrode (anode) after electrolysis was observed visually, it was recognized that the surface of the anode turned white and part of the Ti plate was exposed, and the aqueous solution in the anode chamber was also observed. It was confirmed that it was colored blue. In addition, the weight of the positive electrode after electrolysis was reduced by about 0.02 g compared with before electrolysis. In addition, the electrolytic voltage after 100 hours had risen by 1 to 2V since the start of electrolysis (Table 2). The metal impurities of the aqueous solution in the anode chamber and the cathode chamber after electrolysis were analyzed in the same manner as in Example 1, and the analysis values of the aqueous solution in the anode chamber were shown in Table 3, and the analysis values of the aqueous solution in the cathode chamber were shown in Table 4.

[비교예 2]Comparative Example 2

실시예 1과 동일하게 해서 시판의 Ti판을 준비해서 에칭처리를 행하였다. 이 Ti판의 표면에 통상의 도금처리를 행해 막후 0.1㎛의 백금도금피막을 형성해서 전극으로 하였다. 이 비교예 2에 관한 전극을 양극으로 하는 이외는 실시예 1과 같은 전해조를 이용하고, 양극실 및 음극실에 공급하는 수용액에 대해서도 실시예 1과 동일하게 해서 100시간 전해를 행하였다. 실시예 1과 동일하게 해서, 전해 후의 전해용 전극(양극)의 외관을 목시로 관찰한 결과, 양극 자체 및 양극실내의 수용액에 변화는 인정되지 않았지만, 전해개시 5시간 정도로 Pt의 용출이 확인되며(전해 후50ppb용출), 전해 후의 양극의 중량이 전해 전에 비해서 0.02g정도 감소하고 있었다. 게다가 100시간 경과 후의 전해전압이 전해개시시보다 6∼10V 상승하고 있었다(표 2). 전해 후의 양극실내 및 음극실내의 수용액의 금속불순물을 실시예 1과 동일하게 해서 분석하고, 양극실내의 수용액의 분석값을 표 3에 나타내고, 음극실내의 수용액의 분석값을 표 4에 나타내었다.In the same manner as in Example 1, a commercially available Ti plate was prepared and subjected to etching treatment. An ordinary plating treatment was performed on the surface of the Ti plate to form a platinum plated film having a thickness of 0.1 탆 to form an electrode. Electrolysis was carried out for 100 hours in the same manner as in Example 1, except that the electrode according to Comparative Example 2 was used as the anode, using the same electrolytic cell as in Example 1. In the same manner as in Example 1, when the external appearance of the electrolytic electrode (anode) after electrolysis was observed visually, no change was observed in the positive electrode itself and the aqueous solution in the positive electrode chamber, but elution of Pt was confirmed for about 5 hours at the start of electrolysis. (50 ppb elution after electrolysis) The weight of the positive electrode after electrolysis was reduced by 0.02 g compared to before electrolysis. In addition, the electrolytic voltage after 100 hours had risen 6 to 10V since the start of electrolysis (Table 2). The metal impurity of the aqueous solution in the anode chamber and the cathode chamber after the electrolysis was analyzed in the same manner as in Example 1, the analysis values of the aqueous solution in the anode chamber are shown in Table 3, and the analysis values of the aqueous solution in the cathode chamber are shown in Table 4.

[비교예 3]Comparative Example 3

실시예 1과 동일하게 해서 시판의 Ti판을 준비해서 에칭처리를 행하고, 이 Ti판의 표면에 통상의 도금처리를 실시해 막후 0.1㎛의 도금피막을 형성해서 전극으로 하였다. 이 비교예 3에 관한 전극을 양극으로 하는 이외는 실시예 1과 같은 전해조를 이용하고, 양극실 및 음극실에 공급하는 수용액에 대해서도 실시예 1과 동일하게 해서 전해를 행하였다. 전해개시 후 조금 지나서 양극의 도금피막이 박리하기 시작하고, 약 10분만에 금도금피막이 거의 완전히 박리해버렸기 때문에, 이후의 전해를 중지하였다. 이 시점에서 양극실내 및 음극실내의 수용액의 금속불순물을 실시예 1과 동일하게 분석하고, 양극실내의 수용액의 분석값을 표 3에 나타내고, 음극실내의 수용액의 분석값을 표 4에 나타내었다. 또한 양극실의 수용액에 대해서는 금도금피막이 박리해버렸기 때문에 계측할 수 없었다.In the same manner as in Example 1, a commercially available Ti plate was prepared and subjected to etching treatment, and the plating was performed on the surface of the Ti plate by a conventional plating process to form a plated film having a thickness of 0.1 mu m to form an electrode. The electrolysis was carried out in the same manner as in Example 1, except that the electrode according to Comparative Example 3 was used as the anode, using the same electrolytic cell as in Example 1. A little after the start of the electrolysis, the plated film of the anode began to peel off, and in about 10 minutes, the gold plated film almost completely peeled off, so that subsequent electrolysis was stopped. At this point in time, the metallic impurities in the aqueous solution in the anode chamber and the cathode chamber were analyzed in the same manner as in Example 1, the analysis values of the aqueous solution in the anode chamber are shown in Table 3, and the analysis values of the aqueous solution in the cathode chamber are shown in Table 4. Moreover, about the aqueous solution of an anode chamber, since the gold-plated film peeled, it could not be measured.

[비교예 4][Comparative Example 4]

고순도(순도 99.9%)의 카본판을 두께10mm×세로10cm×가로6cm의 크기로 준비하고, 이것을 90℃의 10wt% 염산으로 세정하는 에칭처리를 2회 행해서 전극으로 하였다. 이 비교예 4의 카본판으로 이루어지는 전극을 양극에 이용한 이외는 실시예 1과 같은 전해조를 이용하고, 양극실 및 음극실에 공급하는 수용액에 대해서도 실시예 1과 동일하게 해서 500시간 전해를 행하였다. A high-purity (purity 99.9%) carbon plate was prepared in a size of 10 mm thick x 10 cm wide x 6 cm wide, and this was etched twice with 90 wt% hydrochloric acid at 90 ° C to obtain an electrode. Except for using the electrode of the carbon plate of this comparative example 4 for the positive electrode, electrolysis was performed for 500 hours in the same manner as in Example 1 for the aqueous solution supplied to the positive electrode chamber and the negative electrode chamber. .

전해 후, 양극실내의 수용액은 검게 흐려졌고, 양극의 두께는 전해 전의 10mm에서 7mm로 소모하고 있었다(표 2). 전해 후의 양극실내 및 음극실내의 수용액의 금속불순물을 실시예 1과 동일하게 분석하고, 양극실내의 수용액의 분석값을 표 3에 나타내고, 음극실내의 수용액의 분석값을 표 4에 나타내었다. 또한 양극실의 수용액에 대해서는 양극의 소모가 극심하고, 측정은 행하지 않았다. After electrolysis, the aqueous solution in the anode chamber became black and the anode thickness was consumed from 10 mm to 7 mm before electrolysis (Table 2). The metal impurities of the aqueous solution in the anode chamber and the cathode chamber after electrolysis were analyzed in the same manner as in Example 1, and the analysis values of the aqueous solution in the anode chamber were shown in Table 3, and the analysis values of the aqueous solution in the cathode chamber were shown in Table 4. In addition, about the aqueous solution of the positive electrode chamber, consumption of the positive electrode was severe and measurement was not carried out.

본 발명에 있어서의 전해용 전극은 전극기체와의 밀착성에 뛰어난 중간층을 구비하고, 이 중간층이 Sn의 산화물을 주체로 하는 혼합산화물로부터 형성되어 있는 점에서, 내구성 및 내식성에 뛰어난 전극이며, 양이온교환막을 격막으로 한 전해조에서 제4암모늄의 무기산염을 전해할 때의 양극으로서 장기에 걸쳐서 사용할 수 있다. 또한 본 발명으로 있어서의 전해용 전극을 이용하면, 전해시에 산소 및 탄산가스를 발생하는 전기분해 프로세스에 있어서 과전압을 낮게 할 수 있어서 소비전력을 억제할 수 있기 때문에 공업적으로 비용이 들지 않고 고순도의 수산화 제4암모늄을 제조할 수 있다. 이와 같이 해서 얻어진 수산화 제4암모늄은 LSI, 액정 모니터 등의 제조에서 이용되는 현상액이나 반도체기판(웨이퍼)을 세정하기 위한 처리제 등으로서 호적하다. The electrolytic electrode in the present invention is an electrode excellent in durability and corrosion resistance because it has an intermediate layer excellent in adhesion to the electrode body, and the intermediate layer is formed of a mixed oxide mainly composed of Sn oxide. It can be used for a long time as an anode when electrolytic acid of a quaternary ammonium is electrolyzed in the membrane-forming electrolytic cell. In addition, when the electrolytic electrode according to the present invention is used, the overvoltage can be lowered in the electrolysis process that generates oxygen and carbon dioxide gas during electrolysis, so that power consumption can be suppressed. Quaternary ammonium hydroxide can be prepared. The quaternary ammonium hydroxide obtained in this way is suitable as a processing agent for cleaning a developer, a semiconductor substrate (wafer), etc. used in the manufacture of LSI, a liquid crystal monitor, and the like.

Claims (7)

양이온교환막을 격막(膈膜)으로서 이용한 전해조에서 제4암모늄의 무기산염을 전해하여 수산화 제4암모늄을 제조할 때에 이용하는 전해용 전극이며, 도전성금속으로 이루어지는 전극기체가 전극활성물질을 포함한 전극활성층으로 피복되어 있으며, 이 전극기체와 전극활성층과의 사이에 In, Ir, Ta, Ti, Ru 및 Nb에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물과 Sn의 산화물과의 혼합산화물로 이루어지는 중간층을 형성한 것을 특징으로 하는 전해용 전극.An electrolytic electrode used to produce quaternary ammonium hydroxide by electrolysis of an inorganic acid salt of quaternary ammonium in an electrolytic cell using a cation exchange membrane as a diaphragm. The electrode body made of a conductive metal is an electrode active layer containing an electrode active material. And an intermediate layer formed of a mixed oxide of an oxide of at least one metal selected from In, Ir, Ta, Ti, Ru, and Nb with an oxide of Sn between the electrode body and the electrode active layer. Electrolytic electrode made into. 제1항에 있어서, 중간층이, In, Ir 및 Ta에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물과 Sn의 산화물과의 혼합산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해용 전극.The electrolytic electrode according to claim 1, wherein the intermediate layer is a mixed oxide of an oxide of at least one metal selected from In, Ir, and Ta and an oxide of Sn. 제1항에 있어서, 전극활성층이, In 또는 Ir에서 선택된 적어도 1종의 금속의 산화물과 Sn의 산화물과의 혼합산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해용 전극. The electrolytic electrode according to claim 1, wherein the electrode active layer is a mixed oxide of an oxide of Sn and an oxide of at least one metal selected from In or Ir. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전극기체가, Ti, Ta, Nb 및 Zr에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해용 전극.The electrolytic electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrode body is made of one or two or more alloys selected from Ti, Ta, Nb, and Zr. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제4암모늄의 무기산염이, 하기 일반식(1)으로 표현되는 화합물인 것을 특징으로 하는 전해용 전극.The electrolytic electrode according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic acid salt of the fourth ammonium is a compound represented by the following general formula (1).
Figure 112007029229702-PCT00006
Figure 112007029229702-PCT00006
(식 중, Rl, R2, R3 및 R4는 메틸기 또는 에틸기이며, 이들은 서로 같아도 달라 있어도 좋음)In which R l , R 2 , and R 3 And R 4 is a methyl group or an ethyl group, which may be the same as or different from each other)
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 수산화 제4암모늄이, 수산화테트라메틸암모늄인 것을 특징으로 하는 전해용 전극.The electrode for electrolysis according to any one of claims 1 to 5, wherein the quaternary ammonium hydroxide is tetramethylammonium hydroxide. 트리알킬아민과 탄산디알킬을 반응시켜서 제4암모늄의 무기산염을 합성하고, 이어서 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재의 전해용 전극을 양극으로서 이용함과 동시에 양이온교환막을 격막으로서 이용한 전해조에서 상기 무기산염을 전해하여 수산화 제4암모늄을 제조하는 것을 특징으로 하는 수산화 제4암모늄 수용액의 제조방법.Trialkylamine and dialkyl carbonate were reacted to synthesize an inorganic acid salt of quaternary ammonium. Then, the electrolytic electrode according to any one of claims 1 to 6 was used as an anode and a cation exchange membrane was used as a diaphragm. A method for producing a quaternary ammonium hydroxide aqueous solution, wherein the inorganic acid salt is electrolyzed in an electrolytic cell to produce quaternary ammonium hydroxide.
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